納豆菌抗菌肽對對蝦中金黃色葡萄球菌和單增李斯特菌的控制效應及數學模型建立.pdf

1、金黃色葡萄球菌、單增李斯特菌是水產品中重要的食源性致病菌之一，嚴重危害水產品的質量安全，易引發(fā)食源性食物中毒；由金黃色葡萄球菌產生的腸毒素及單增李斯特菌形成的生物被膜同樣具有巨大的潛在危害，金黃色葡萄球菌引發(fā)的食物中毒中有95％是由其腸毒素引起的，生物被膜極易造成食品污染。這嚴重威脅人們的身體健康并會對海產行業(yè)造成巨大的經濟損失。納豆菌抗菌肽是由中國傳統(tǒng)食品納豆中分離的一株納豆菌發(fā)酵產生的一種抗菌脂肽，它具有廣譜抗菌活性，對熱穩(wěn)定，且水

2、溶性好，安全無毒無副作用，是一種新型的天然生物制劑。據此，本論文主要研究納豆菌抗菌肽對金黃色葡萄球菌及其產腸毒素B、單增李斯特菌及其生物被膜的控制效應以及建立對蝦中納豆菌抗菌肽對金黃色葡萄球菌生長及其產腸毒素B、單增李斯特菌生長的控制模型，旨在為金黃色葡萄球菌、單增李斯特菌的危害控制提供新方法，為納豆菌抗菌肽應用于水產品提供理論依據。得到以下研究結果：
　　1.通過牛津杯法和液體二倍稀釋法測定納豆菌抗菌肽對金黃色葡萄球菌的抑菌活性

3、，并采用細菌菌落計數和金葡菌腸毒素B免疫磁珠試劑盒分別檢測不同濃度納豆菌抗菌肽以及在菌不同生長時期加入納豆菌抗菌肽金黃色葡萄球菌的生長及腸毒素B的量，研究其控制效應。結果表明：納豆菌抗菌肽對金黃色葡萄球菌有很好的抑菌效果，其MIC和MBC分別為1.25 mg/mL、5 mg/mL；當于培養(yǎng)初期加入納豆菌抗菌肽濃度達到1 MIC時金黃色葡萄球菌菌體總量與腸毒素B的量得到了控制；在金黃色葡萄球菌菌體濃度低時加入納豆菌抗菌肽比其菌體濃度高時控

4、制效果好；并且在金黃色葡萄球菌指數生長期加入納豆菌抗菌肽比在延滯期加入對其菌體的控制效果明顯，但毒素的量會有所增加。因此，為了有效控制腸毒素的產生，抗菌肽應該在生長初始階段加入。
　　2.研究了對蝦中納豆菌抗菌肽對金黃色葡萄球菌生長及其產腸毒素B的控制，對其結果采用Origin8.5軟件中Logistic、Gompertz、Richards方程進行擬合，建立納豆菌抗菌肽對金黃色葡萄球菌生長和其產腸毒素B的控制模型。結果表明：納豆菌

5、抗菌肽能延遲金黃色葡萄球菌的延滯期，降低其生長速率，能夠有效的控制對蝦中金黃色葡萄球菌的生長。不同濃度納豆菌抗菌肽對金黃色葡萄球菌生長的最適控制模型是Logistic模型。腸毒素B的最適控制模型是：當納豆菌抗菌肽濃度為2 MIC、0.5 MIC時，Gompertz模型為最適模型；納豆菌抗菌肽濃度為1 MIC、0.25 MIC時，最適控制模型分別Logistic模型、Richards模型。其擬合曲線的R2值均大于0.9，說明建立的模型能夠

6、較好地預測納豆菌抗菌肽對金黃色葡萄球菌及其產腸毒素 B的控制規(guī)律。
　　3.建立多種因素的共同作用下納豆菌抗菌肽殺滅蝦肉中金黃色葡萄球菌及其產腸毒素B的抑菌數學模型，并考察納豆菌抗菌肽在蝦產品使用中的影響因素。通過響應面設計對影響納豆菌抗菌肽使用的可能的主要因素鹽度、溫度、pH和焦亞硫酸鈉進行了篩選，并用Design-Expert軟件進行回歸擬合，建立多因素條件下的抑菌數學模型。結果發(fā)現(xiàn)溫度、鹽度、pH和焦亞硫酸鈉對納豆菌抗菌肽的

7、抗菌活性均沒有顯著的交互影響；建立了二次多項數學模型，得到在一定范圍內金黃色葡萄球菌菌落數預測值（Lg N）、腸毒素B（Y）對編碼自變量x1（溫度）、x2（氯化鈉濃度）、x3（pH）、x4（焦亞硫酸鈉濃度）、x5（AMPNT-6濃度）的二次多項回歸方程：
　　Lg N=6.93+0.29 x1-0.11 x3-0.46 x5-0.35 x12-0.30 x3 x4( R2=0.9049) Y=22.83+4.33 x1-6.02

8、x5-5.28 x12-4.68 x1 x4-3.80 x3 x4( R2=0.8874)
　　該模型擬合度好，可用于多因素條件下對蝦中金黃色葡萄球菌及其產腸毒素B的控制預測。
　　4.研究了不同濃度納豆菌抗菌肽對單增李斯特菌的控制效應以及對單增李斯特菌生物被膜的抗粘附、清除作用。結果表明，納豆菌抗菌肽對單增李斯特菌有很好的抑菌、殺菌效果，其MIC和MBC分別為0.625、1.875 mg/ mL；當于培養(yǎng)初期加入終濃度為1

9、 MIC的納豆菌抗菌肽即可抑制其生長，且從殺菌動力學曲線中可看出在2.5 h殺滅了36%的菌體。終濃度達到2 MIC時，在27 h內菌數降低了4個數量級；在培養(yǎng)初始階段以及在菌體低濃度時加入納豆菌抗菌肽控制效果更明顯。納豆菌抗菌肽對單增李斯特菌生物被膜有很好的抗粘附、清除作用。當于培養(yǎng)初期加入納豆菌抗菌肽的濃度達到2 MIC時可控制生物被膜的形成，并且在生物被膜形成的過程中加入納豆菌抗菌肽以及納豆菌抗菌肽先作用與微孔后都有抗粘附作用，不

10、同濃度的納豆菌抗菌肽對生物被膜有顯著的清除作用，8 h后生物被膜的量便維持在相對最低的水平。由掃描電鏡觀察到當納豆菌抗菌肽的濃度為1 MIC時，不銹鋼片上無被膜組織。
　　5.通過Origin8.5軟件中Logistic、Gompertz、Richards方程進行擬合，建立對蝦中納豆菌抗菌肽對單增李斯特菌的控制模型。并采用Design-Expert軟件中響應面設計對可能影響對蝦中納豆菌抗菌肽抗菌活性的主要因素鹽度、溫度、pH和焦亞

11、硫酸鈉進行了篩選，并對結果進行回歸擬合，建立多因素條件下納豆菌抗菌肽殺滅蝦肉中單增李斯特菌的抑菌數學模型。結果表明：納豆菌抗菌肽對單增李斯特菌生長的最適控制模型是Logistic模型。納豆菌抗菌肽能延遲單增李斯特菌的延滯期，降低其生長速率，能夠有效的控制對蝦中單增李斯特菌的生長。納豆菌抗菌肽與溫度、鹽度、pH和焦亞硫酸鈉的無顯著交互影響。采用響應面法建立了二次多項數學模型，得到在一定范圍內單增李斯特菌落數預測值（Lg N）對編碼自變量x